RU119087U1 - Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата - Google Patents
Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU119087U1 RU119087U1 RU2012111790/12U RU2012111790U RU119087U1 RU 119087 U1 RU119087 U1 RU 119087U1 RU 2012111790/12 U RU2012111790/12 U RU 2012111790/12U RU 2012111790 U RU2012111790 U RU 2012111790U RU 119087 U1 RU119087 U1 RU 119087U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- stand
- semi
- modeling
- target
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что введен отражатель, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен установленный на двухстепенном поворотном стенде источник сигналов, в контур управления угловым положением которого входит вычислительно-моделирующее устройство и перестраиваемый по частоте генератор электромагнитных волн, а в фокусе F2 расположена установленная на динамическом поворотном стенде головка самонаведения (ГСН) совместно с автопилотом, в контур управления которой входит вычислительно-моделирующее устройство, которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.
Description
Полезная модель относится к ракетной технике и может быть использована для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности и управляемости головок самонаведения (ГСН) воздушных и космических летательных аппаратов (ЛА), а также отладки программно-алгоритмического обеспечения бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ), входящих в состав ГСН.
В качестве прототипа рассмотрен моделирующий комплекс системы самонаведения летательного аппарата [1], содержащий связанные электрически между собой динамический стенд с установленной на нем ГСН, узел цели в виде подвижного устройства с излучателем радиоволн, аналого-цифровой вычислительный комплекс, пульт управления. Узел цели воспроизводит перемещение цели в пространстве и излучение, приходящее от нее на ГСН. Моделирующий комплекс позволяет исследовать динамическую точность системы самонаведения как при наличии, так и отсутствии обтекателя ГСН и выявлять вносимые обтекателем погрешности. Недостатком данного моделирующего комплекса является узкая по сравнению с моделируемой системой наведения полоса пропускания, что приводит к потере его устойчивости раньше, чем наступит кинематическая неустойчивость моделируемой системы при малых дальностях до цели. Кроме того, комплекс отличается большими громоздкостью и энергоемкостью, сложностью наладки и эксплуатации.
Известен испытательный стенд [2], содержащий головку наведения, динамический стенд воспроизведения углового движения головки наведения, радиоимитатор цели, включающий излучатель сигналов, последовательно соединенные блок управления полунатурного моделирования функционирования головки наведения, вход которого подключен к выходу динамического стенда воспроизведения углового движения головки наведения, две платформы с колесами, блок приема сигналов управления платформой и определения ее местоположения, электропривод платформы, при этом колеса платформ с приводом выполнены из магнитного материала, полусфера из магнитопроницаемого материала, а платформы расположены по обе стороны полусферы с зеркальной симметрией относительно друг друга и прижаты магнитным притяжением друг к другу.
Головка самонаведения, включающая реальную аппаратуру бортового комплекса управления и автопилот, установлена на динамическом стенде воспроизведения углового движения головки наведения. Источник сигнала установлен на платформе, передвигающейся по внутренней поверхности полусферы, имитируя передвижение цели. Головка наведения принимает излученный сигнал и с помощью динамического стенда происходит отслеживание головкой наведения перемещения излучателя сигналов [2].
В моделирующем стенде, приведенном в литературе [1], вследствие инерционности динамического стенда и электропривода платформы с излучателем сигналов полоса пропускания системы управления испытательного стенда узка по сравнению с полосой пропускания моделируемой системы самонаведения ЛА. Поэтому на малых дальностях между ЛА и целью, когда резко возрастает угловая скорость линии визирования «ЛА-цель», устойчивость системы управления стенда нарушается раньше, чем нарушается кинематическая устойчивость системы самонаведения ЛА. Система управления перемещением платформы с источником сигналов в процессе эксперимента задействована в замкнутом контуре системы самонаведения ЛА, что искажает динамику всего контура наведения ЛА и вносит ошибки в оценки собственно динамических параметров контура самонаведения ЛА.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Ее задачей является разработка и создание стенда, позволяющего расширить полосу пропускания системы управления испытательного стенда, значительно уменьшить амплитудно-фазочастотные искажения, вносимые стендом в испытываемый контур системы самонаведения ЛА, обеспечить исследование в процессе полунатурного моделирования технических характеристик системы самонаведения ЛА во всем диапазоне имитируемых угловых скоростей линии визирования головки самонаведения ЛА. Технический результат при использовании полезной модели выражается в повышении достоверности полунатурного моделирования систем самонаведения ЛА, в расширении функциональных возможностей испытательного стенда за счет обеспечения имитации угловых скоростей линии визирования головки самонаведения ЛА без динамических искажений в пределах полосы пропускания исследуемой системы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный испытательный стенд, содержащий головку наведения, излучатель сигналов, согласно изобретению вместо полусферы, на которой перемещаются две платформы с размещенным на одной из них излучателем сигналов, установлен отражатель, представляющий собой половину эллипсоида вращения с двумя фокусами F1 и F2, усеченного плоскостью симметрии. Излучатель сигналов вместо движения по полусфере установлен на двухстепенном поворотном стенде, который по командам вычислительно-моделирующего устройства воспроизводит взаимное угловое положение ЛА и цели и который расположен в фокусе F1 отражателя, а испытываемая головка самонаведения совместно с автопилотом расположенна в фокусе F2 (рис.1) и установлена на динамическом стенде воспроизведения углового движения корпуса ЛА, который по командам вычислительно-моделирующего устройства воспроизводит угловое движение корпуса ЛА.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема стенда для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА (рис.1). Приведена компоновка испытательного стенда, при которой в качестве отражателя использована верхняя половина эллипсоида вращения, и изображено сечение эллипсоида вертикальной плоскостью, проходящей через фокусы F1 и F2.
На рис.1 угол γ, характеризующий направление излучения источника сигналов 2, связан с углом φ, характеризующим положение лини визирования относительно горизонтальной плоскости симметрии эллипсоида соотношением:
где a - горизонтальная полуось эллипсоида,
c - расстояние от центра симметрии эллипсоида до его фокуса.
Техническая новизна предлагаемой полезно модели заключается в том, что введен отражатель, имеющий форму усеченного эллипсоида вращения, а излучатель сигналов установлен в фокусе F1 на двухстепенном поворотном стенде, а испытываемая головка самонаведения - в фокусе F2 на динамическом стенде воспроизведения углового движения корпуса ЛА, что позволяет, во-первых, принять отраженный сигнал головкой самонаведения из любой точки эллипсоида вращения в соответствии с углом поворота излучателя сигналов, а во вторых, за счет воспроизведения углового движения излучателя сигналов с помощью двухстепенного поворотного стенда, позволяет получить многократное, на несколько порядков, увеличение быстродействия при воспроизведении угловой скорости линии визирования взаимного углового положения ЛА и цели.
Действительно, переходные процессы в двигателе, воспроизводящем движение излучателя сигналов определяются уравнением апериодического звена:
Где: ТДВ. - электромеханическая постоянная двигателя,
КДВ. - передаточный коэффициент, равный отношению установившейся скорости к входному напряжению.
Откуда:
Считая, что для установившегося значения: , в начальный момент времени: ωВЫХ.=0, величина ускорения: (на основании 2-ого закона Ньютона), где: М0 - пусковой момент, I - момент инерции вращающихся частей двигателя и на основании (3):
При воспроизведении угловой скорости линии визирования (ωЛВ.) головки самонаведения на предложенном стенде соотношение между ωЛВ. и ωВЫХ. (как показывает анализ ) не превышает 3. В рассмотренном прототипе , где r - радиус колеса платформы с приводом, a R - расстояние между ГСП и излучателем сигнала. Поскольку r как правило не превышает 10 сантиметров при R=5…10 м, то для имитации равной ωЛВ. на предложенном стенде потребуется двигатель с ωВЫХ. примерно на два порядка меньшим, чем в прототипе, и как следствие из (4), соответственно, с меньшим ТДВ.
Для удобства калибровки ГСН целесообразно совместить продольную ось ГСП с вертикалью в фокусе F2. При этом угол отклонения линии визирования относительно продольной оси ГСП (α) характеризуется выражением:
Стенд для полунатурного моделирования ГСН содержит отражатель 1, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен источник сигналов 2, установленный на двухстепенном поворотном стенде 3, вход которого соединен с первым выходом вычислительно-моделирующего устройства 4, а в фокусе F2 расположен динамический стенд 5, вход которого соединен со вторым выходом вычислительно-моделирующего устройства 4. Источник сигналов 2 соединен с выходом перестраиваемого генератора электромагнитных волн 6, вход которого соединен с третьим выходом вычислительно-моделирующего устройства 4. В состав стенда входит вычислительно-моделирующее устройство 4, на вход которого поступают сигналы с установленного на динамическом поворотном стенде 5 автопилота 8 совместно с исследуемой ГСН 7, и которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.
Стенд для полунатурного моделирования ГСН работает следующим образом.
Вычислительно-моделирующего устройство 4 в общем виде решает уравнения динамики и пространственного движения ЛА, цели и их взаимного движения и как следствие формирует сигналы пропорциональные угловым скоростям и углам ориентации ЛА в пространстве , которые поступают на динамический поворотный стенд 5, на котором установлена исследуемая ГСН 7 совместно с автопилотом 8 и формирует сигналы пропорциональные угловым скоростям и углам ориентации взаимного движения ЛА и цели в пространстве , которые поступают на двухстепенной поворотный стенд 3. Под действием перечисленных сигналов динамический поворотный стенд 5 и двухстепенной поворотный стенд 3 воспроизводят угловое движение ЛА в пространстве и взаимное угловое движение в пространстве ЛА и цели. Исследуемая ГСН 7 осуществляет поиск, захват и сопровождение отраженного сигнала источника сигналов 2, а автопилот 8, по данным ГСН формирует сигналы, поступающие на вход вычислительно-моделирующего устройства 4, по вычисленным данным которого , и , происходит разворот как динамического поворотного стенда 5, в направлении ЛА на цель так и двухстепенного поворотного стенда 3, отражающего при этом взаимное угловое перемещение ЛА и цели в пространстве. При этом с помощью перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных волн 6 по информации от вычислительно-моделирующего устройства 4 возможна имитация:
- изменения частоты сигналов в функции вычисленной взаимной скорости ЛА и цели (эффект Доплера),
- мощности сигналов в функции вычисленного расстояния между ЛА и целью;
- поляризации сигнала в функции вычисленного взаимного пространственного расположения ГСН и цели.
Использование полезной модели позволяет проводить отработку взаимодействия всех бортовых систем ЛА, участвующих в работе системы самонаведения ЛА, отладку программно-алгоритмического обеспечения БЦВМ ГСН в реальном масштабе времени во всем диапазоне угловых скоростей линии визирования «ЛА-цель» без искажения динамики контура системы самонаведения ЛА. Достоверность результатов, полученных при полунатурном моделировании системы самонаведения ЛА на предложенном стенде указанным методом, позволяет в отдельных случаях осуществлять замену натурных испытаний полунатурным моделированием, что обеспечивает значительный экономический эффект.
Список использованных источников
1. Петров Г.М., Луканин Н.Б., Бартольд Э.Е. Методы моделирования систем управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах. М., «Машиностроение», 1975, стр.189-194, рис.4.9.
2. RU 2263869, F41G 3/26, G09B 9/08. 2005.
Claims (1)
- Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что введен отражатель, выполненный в виде усеченного эллипсоида вращения, в фокусе F1 которого расположен установленный на двухстепенном поворотном стенде источник сигналов, в контур управления угловым положением которого входит вычислительно-моделирующее устройство и перестраиваемый по частоте генератор электромагнитных волн, а в фокусе F2 расположена установленная на динамическом поворотном стенде головка самонаведения (ГСН) совместно с автопилотом, в контур управления которой входит вычислительно-моделирующее устройство, которое предназначено для вычисления параметров движения ЛА, цели и их совместного движения, а также для управления процессом полунатурного моделирования ГСН.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU119087U1 true RU119087U1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46850024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012111790/12U RU119087U1 (ru) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU119087U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637096C2 (ru) * | 2015-04-16 | 2017-11-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата |
RU2695496C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-07-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ и комплекс оценки на полунатурной модели эффективности радиоподавления радиолокационной головки самонаведения управляемой ракеты |
RU2723157C1 (ru) * | 2019-07-25 | 2020-06-09 | Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" | Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и устройство для его реализации |
-
2012
- 2012-03-28 RU RU2012111790/12U patent/RU119087U1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637096C2 (ru) * | 2015-04-16 | 2017-11-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата |
RU2695496C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-07-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ и комплекс оценки на полунатурной модели эффективности радиоподавления радиолокационной головки самонаведения управляемой ракеты |
RU2723157C1 (ru) * | 2019-07-25 | 2020-06-09 | Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" | Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и устройство для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106681170B (zh) | 一种半实物制导仿真方法及仿真系统 | |
CN102997935B (zh) | 一种基于光学和惯性组合测量的自主gnc仿真试验系统 | |
CN105573328A (zh) | 光学跟踪/瞄准系统的动态参数校准装置及其使用方法 | |
RU2610877C1 (ru) | Способ полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата и устройство для его реализации | |
RU119087U1 (ru) | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата | |
RU2692456C1 (ru) | Устройство для полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с активными головками самонаведения | |
CN109596145A (zh) | 一种车载导航的动态测试方法及系统 | |
CN109445310A (zh) | 一种红外成像制导飞行器半实物仿真系统及方法 | |
CN105467369A (zh) | 一种目标回波仿真方法和装置 | |
CN110082697B (zh) | 一种标定雷电定位系统性能参数的方法与装置 | |
CN103163509A (zh) | 一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达 | |
CN107907870B (zh) | 一种用于验证交会对接微波雷达测角功能的信号生成方法 | |
CN102156411B (zh) | 一种无线电高度回波信号仿真系统与方法 | |
RU2338992C1 (ru) | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата | |
RU2263869C1 (ru) | Испытательный стенд | |
US20160252328A1 (en) | Stationary and Mobile Test Device for Missiles | |
RU2629709C2 (ru) | Устройство полунатурного моделирования системы управления беспилотным летательным аппаратом с радиолокационным визиром | |
RU2637096C2 (ru) | Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата | |
CN103487808B (zh) | 一种变参数锁定模式弹载聚束sar的航迹仿真方法 | |
RU2767956C2 (ru) | Способ полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с пассивной или полуактивной или активной головкой самонаведения и устройство для его реализации | |
Hangal et al. | Distributed hardware-in-loop simulations for multiple autonomous aerial vehicles | |
Lee et al. | A simple prediction method of ballistic missile trajectory to designate search direction and its verification using a testbench | |
Raimundo | Autonomous obstacle collision avoidance system for uavs in rescue operations | |
KR102252061B1 (ko) | 위치 추적 시스템을 시험하는 장치 및 방법 | |
RU215303U1 (ru) | Стенд для полунатурного моделирования системы управления летательного аппарата с головкой самонаведения |